Синхронная электрическая машина



Синхронная электрическая машина
Синхронная электрическая машина

 


Владельцы патента RU 2529182:

Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение Всероссийский Электротехнический Институт-Электроизоляция" (RU)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к синхронным машинам с комбинированным возбуждением. Согласно данному изобретению на якоре синхронной машины, содержащем многофазную якорную обмотку и торцевой шихтованный сердечник с многофазной подвозбудительной обмоткой, последняя совмещена с якорной обмоткой на части активной длины сердечника якоря и составляет часть активной длины ее витка. Магнитопровод ротора с постоянными магнитами выполнен укороченным, образуя свободную кольцевую зону на части активной длины сердечника якоря, в которой установлен дополнительный кольцевой магнитопровод когтеобразного типа, закрепленный на роторе. В кольцевом магнитопроводе в его внутренней кольцевой полости установлен закрепленный на статоре магнитопровод с тороидальной обмоткой возбуждения, которая соединена с системой управления и регулирования машины. При работе синхронной машины подвозбудительное звено когтеобразного типа с тороидальной обмоткой создает дополнительный регулируемый магнитный поток, направление которого может быть согласным или встречным с основным потоком постоянных магнитов, что обеспечивает работу синхронной машины как в нормальных, так и в анормальных режимах работы с возможностью гашения поля возбуждения. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в расширении диапазона регулирования выходного напряжения с одновременным обеспечением возможности гашения поля возбуждения. 2 ил.

 

Изобретение относится к синхронным электрическим машинам с комбинированным возбуждением и может быть использовано как для генерирования электрической энергии, так и для электропривода механизмов. Известны синхронные генераторы с комбинированным возбуждением, содержащие на статоре многофазную якорную обмотку и подвозбудительную обмотку, подключенную к якорной обмотке через регулятор, а на роторе - постоянные магниты и торцевые магнитомягкие шунты, патент США №325076, кл. 322-49, 1965 г., принятый за аналог. Недостатком аналога является низкое быстродействие регулирования напряжения, узкий диапазон регулирования и отсутствие возможности гашения поля ротора в анормальных режимах. Техническое решение, наиболее близко соотносящееся к предлагаемому изобретению, описано в авторском свидетельстве СССР №752646, (S1) Мкл3, H02K 21/00 от 01.03.77 г., Бюллетень №28, опубликованное 01.08.80 г., принято за прототип. В прототипе статор содержит шихтованный сердечник якоря с многофазной якорной обмоткой, торцевой шихтованный сердечник с многофазной подвозбудительной обмоткой, статический фазорегулятор, посредством которого соединяются якорная и подвозбудительная обмотки, ротор с постоянными магнитами и магнитомягкие секторные полюсы.

Недостатком прототипа является узкий диапазон регулирования выходного напряжения якорной обмотки и практически отсутствие возможности гашения поля возбуждения в анормальных режимах работы синхронного генератора. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения с возможностью гашения поля возбуждения. Указанная цель достигается тем, что в отличие от прототипа многофазная подвозбудительная обмотка совмещена с якорной обмоткой на части активной длины сердечника якоря и составляет часть активной длины ее витка, магнитопровод ротора с постоянными магнитами выполнен укороченным, образуя свободную кольцевую зону на части активной длины сердечника якоря, с размещенным в ней дополнительным кольцевым магнитопроводом когтеобразного типа, закрепленным на роторе, с внутренней кольцевой полостью и установленным внутри ее другим магнитопроводом, снабженным обмоткой возбуждения тороидального типа, соединенной с системой управления и регулирования и закрепленным на щите статора.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения являются: совмещение на активной длине витка якоря обмотки якоря и обмотки подвозбуждения; укорочение по активной длине витка якоря магнитопровода ротора с постоянными магнитами; размещение на роторе дополнительного магнитопровода индуктора когтеобразного типа, снабженного другим магнитопроводом с обмоткой возбуждения, закрепленным на статоре.

Предложение соответствует критерию «существенные отличия», так как из известного перечня информации, установленного нормативным документом (п.2 «Правила составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение), техническое решение с признаками подобными заявленным не обнаружено.

На фиг.1 схематически изображен продольный разрез синхронной электрической машины, на фиг.2 изображена схема включения обмоток. Статор синхронной машины фиг.1 содержит сердечник 1 с многофазной якорной обмоткой 2, совмещенной по длине витка с якорной обмоткой, обмотку подвозбуждения 3, торцевые щиты 4, внутреннюю кольцевую полость 5 с установленным внутри ее другим магнитопроводом 6 статора, закрепленным на щите 4 и снабженным обмоткой возбуждения 7 тороидального типа, соединенной с системой управления и регулирования 8, фиг.2. Ротор синхронной машины, фиг.1, включает основной магнитопровод 9 с постоянными магнитами 10, свободную кольцевую зону 11 с установленным в ней дополнительным кольцевым магнитопроводом когтеобразного типа 12, жестко закрепленным на роторе.

Подвозбудительная обмотка 3 составляет часть активной длины обмотки якоря 2 и выполняет функцию как обмотки якоря, так и обмотки подвозбуждения.

При работе синхронной машины постоянные магниты создают практически постоянное значение магнитного потока, равное ΦN, в то время как подвозбудительное звено когтеобразного типа с тороидальной обмоткой создает дополнительный регулируемый магнитный поток ΦД, при этом направление магнитного потока ΦД может быть направлено согласно с магнитным потоком ΦN или встречно ним. В первом случае результирующее значение магнитного потока, сцепленного с обмоткой якоря, составит ΦΣNД (соответствует работе синхронной машины в нормальных эксплуатационных условиях). Во втором случае результирующее значение магнитного потока, сцепленного с обмоткой якоря, составит Φ Σ = Φ N Φ Д max 0 ,

при этом форсировочное значение Φ Д max дополнительного потока может иметь значение близкое ΦN, тем самым достигается гашение поля в синхронной машине в анормальных режимах ее работы.

Синхронная электрическая машина, содержащая статор с торцевыми щитами, сердечник с многофазной якорной обмоткой и подвозбудительное звено с многофазной подвозбудительной обмоткой с системой управления и регулирования, ротор с основным магнитопроводом и постоянными магнитами, отличающаяся тем, что многофазная подвозбудительная обмотка совмещена с якорной обмоткой на части активной длины сердечника якоря и составляет часть активной длины ее витка, основной магнитопровод ротора с постоянными магнитами выполнен укороченным, образуя свободную кольцевую зону на части активной длины сердечника якоря с размещенным в ней дополнительным кольцевым магнитопроводом когтеобразного типа, закрепленным на роторе, с внутренней кольцевой полостью и установленным внутри ее другим магнитопроводом статора, снабженным обмоткой возбуждения тороидального типа, соединенной с системой управления и регулирования и закрепленным на торцевом щите статора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и электромеханики, касается особенностей конструктивного выполнения индукторных машин и может быть использовано, в частности и особенно, в специальном электромашиностроении, ориентированном на изготовление электрических машин для систем электроснабжения и электропривода автономных объектов.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения. Предлагаемая электромашина содержит корпус с торцевыми щитами, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки, зафиксированные клиньями, в полости статора размещен ротор, содержащий индуктор, включающий полюса, постоянные магниты, немагнитные клинья и вал, при этом длина ротора превышает длину индуктора.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам с возбуждением от постоянных магнитов, и может быть использовано в электромашиностроении.

Изобретение относится к области электротехники и машиностроения, в частности, к погружным электродвигателям для подъема пластовой жидкости. Предлагаемый погружной электродвигатель содержит статор с зубчатым магнитопроводом и размещенный внутри него ротор.

Заявленное изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей выполнения синхронных электродвигателей с постоянными магнитами для дренажного насоса.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается особенностей конструктивного выполнения статоров вращающихся электрических машин, возбуждаемых постоянными магнитами.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к двигателям и генераторам с постоянными магнитами, в частности к магнитоэлектрическим генераторам электроэнергии.

Изобретение относится к области электротехники и касается выполнения электрических машин, в частности однофазных генераторов переменного тока. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в существенном повышении КПД и улучшении электромеханических характеристик однофазных генераторов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании магнитоэлектрических генераторов тока для ветряных электростанций и микроГЭС.

Изобретение относится к электротехнике, к производству электрической энергии. Технический результат заключается в повышении кпд путем использования энергии электромагнитов постоянного тока.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам. Техническим результатом заявленного изобретения является существенное улучшение пусковых, регулировочных характеристик, а также повышение его КПД.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для возбуждения и пуска синхронных бесконтактных электрических машин специального назначения, например в бортовых системах переменного тока постоянной частоты 400 Гц.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромеханическим преобразователям энергии, и может быть использовано в качестве преобразователя механической энергии вращения, подаваемой на механический вход машины, и электрической энергии постоянного тока, одновременно подаваемой на ее электрический вход, в суммарную электрическую энергию переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения электрических машин, в частности - к синхронным электрическим машинам с возбуждением от постоянных магнитов, которые наряду с известными достоинствами обладают и некоторыми недостатками, в частности - довольно сложными пусковыми и регулировочными характеристиками и относительно низким КПД.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в синхронных бесконтактных генераторах промышленной и повышенной частоты. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для проектирования синхронных машин малой и средней мощности, преимущественно генераторов для автономных электростанций.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электрообеспечения. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к индукторным генераторным установкам постоянного тока. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам постоянного тока. Предлагаемый аксиальный бесконтактный двигатель-генератор содержит корпус и ротор, на котором установлены постоянный аксиальный многополюсный магнит индуктора подвозбудителя и аксиальные вращающиеся магнитопроводы возбудителя и основного генератора. При этом согласно данному изобретению в корпусе со стороны постоянного многополюсного магнита индуктора подвозбудителя установлен боковой аксиальный магнитопровод с одной активной торцовой поверхностью с многофазной обмоткой в пазах. Постоянный магнит индуктора подвозбудителя выполнен с датчиками положения ротора, каждый из которых состоит из чувствительного элемента, закрепленного на постоянном многополюсном магните индуктора подвозбудителя по внешнему радиусу, и сигнальной обмотки, установленной посредством штанги на внутренней поверхности корпуса на линии пересечения плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора и проходящей через оси симметрии чувствительных элементов, с внутренней поверхностью корпуса. Каждая сигнальная обмотка равноудалена от соседних сигнальных обмоток. В нижней части корпуса установлен блок управления. Технический результат - обеспечение возможности выполнения одной аксиальной электрической машиной двух функций: преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию постоянного тока высокого качества и преобразования электрической энергии постоянного тока в механическую энергию вращения при одновременном повышении надежности работы электрической машины, упрощении технологии ее производства и снижении стоимости. 2 ил.
Наверх